ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подходы к решению более сложных задач диффузионной кинетики из "Химическая кинетика и катализ 1985" Значительное число химических процессов протекает в многофазных системах. Это—процессы взаимодействия газа с твердым телом, находящимся в растворителе или расплаве, жидкофазные гетерогенные каталитические процессы с газообразным реагентом, жидкофазное окисление кислородом в присутствии твердого ингибитора и т. д. Столь доступными анализу, как в предыдущих параграфах этой главы, являются только простейшие задачи диффузионной кинетики в двухфазных системах. Увеличение числа фаз в системе приводит к непропорциональному возрастанию трудностей ее макрокинетического анализа. Хотя решение подобных задач выходит за рамки настоящего курса, покажем некоторые подходы к их рассмотрению. [c.304] Первым этапом макрокинетического анализа сложной системы должна быть классификация диффузионных и других стадий, ранжировка их по характерным временам (например по характерным длинам диффузии), выделение внешней и внутренней задач. Пусть требуется провести анализ системы хлорирования оксидов металлов газообразным хлором в присутствии углеродсодержащего восстановителя в расплаве солей. Процессы такого типа исполь зуются, в частности, для извлечения металлов из руд. [c.304] Несмотря на кажущуюся громоздкость такого анализа, его часто удается провести и записать систему дифференциальных уравнений, дающую кинетическое описание процесса. Действительно, для каждой из выделенных простых стадий запись кинетического уравнения не представляет затруднений, а связь между этими уравнениями осуществляется через граничные условия. Это можно сделать, руководствуясь физическим смыслом задачи и, кроме того, правилом, что для последовательных стадий решение для некоторой стадии обычно дает граничное условие для последующей. Так, решение внешней задачи для диффузии к зерну дает концентрацию у внешней поверхности, являющуюся граничным условием для последующей внутренней задачи диффузии в глубь зерна. [c.305] Следует отметить, что этот путь отнюдь не наиболее экономный. В частности, если одна из стадий, соответствующая внешней задаче, является очень медленной, то часто применимо квазиста-ционарное приближение. И если бы в указанной системе хлорирования самой медленной стадией была бы диффузия хлора в газовой фазе, то кинетика всех реакций в системе описывалась бы уравнением (6). [c.305] Вернуться к основной статье